对电动汽车的高压控制盒进行绝缘性能检测的装置的制造方法_3

文档序号:8805597阅读:来源:国知局
及高压控制盒连接图如图5所示。15个端子需要15个高压上电控制端,本设计采用松下2a (常开型)PhotoMOS继电器控制和高压的连接,SPl?SP8可分别控制两路输出,型号均为AQW216系列PhotoMOS,其为输入元件中采用LED,输出元件中采用MOSFET的光电耦合器的半导体继电器。AQW216负载电压可达600V,连续负载电流可达0.04A,满足绝缘测试时需要。同时其输入LED电流为5?10mA,本设计采用CPLD对其进行控制,由于CPLD可扩展口较多,便于后期高压控制盒引脚增多时绝缘测试扩展用。采用PhotoMOS继电器,同时实现了低压控制电源和高压直流电源的有效电气隔离。
[0063]以SPl继电器控制为例,本实用新型实施例提供的绝缘性能检测装置中的AQW216继电器控制电路的结构示意图如图6所示。以图1中Jl-A端子为例,其绝缘电阻测试及采集、处理原理如图7所示。其中Rxl代表被测物绝缘电阻值,其意义为高压接插件(含连接线束)对高压控制盒金属壳体的相对电阻值。所有绝缘电阻测试共用一个分压电阻网络,分压电阻网络由分压电阻切换继电器矩阵进行自动控制切换,分压电阻切换继电器矩阵输入端通过图5中金属壳体导电连接线与高压控制盒金属壳体导电处连接,分压电阻切换继电器矩阵输出送采集电路,采集电路由U4 (电压跟随器)、U2 (电压比较器)、U3 (精密基准电源)构成,利用U4高输入阻抗、低输出阻抗的特性提高电压采集精度,电压比较器结果送单片机判断处理。当电压比较器”+”输入端电压高于”一”输入端时,电压比较器输出为高电平;当电压比较器”+”输入端电压低于”一”输入端时,电压比较器输出为低电平。
[0064]若采用A/D读取电压值,并送单片机处理,这样会导致采集结果误差大,设计复杂,所以本实用新型实施例创新地提出测试过程中根据比较电压自动切换量程,并做出绝缘性能智能判断,不必考虑求解具体绝缘电阻值,且设计的绝缘测试电路考虑了绝缘电阻为零的极端状态,SNl、SN2、SN3、SM、SN5根据绝缘情况智能切换,保证Rl、R2、R3、R4、R5等产生的分压不破坏采集电路。图7为本实用新型实施例提供的绝缘性能检测装置中的绝缘电阻测试、采集及处理原理示意图,图7所示的采集电路的绝缘电阻fcc采集流程图如图8所示,具体处理过程包括:
[0065]图7中Rl、R2、R3、R4、R5构成分压电阻网络,Rl取值3.63k Ω,R2取值2kQ,R3取值 22.5k Ω,R4 取值 10K Ω,R5 取值 1.125M Ω。
[0066]Rl、R2、R3、R4、R5 取值原理如下:
[0067]本实用新型实施例参考电压源U3采用2.5V精密基准电源芯片,当Rxl分别为200kQ、1ΜΩ、10ΜΩ、50ΜΩ、500ΜΩ时,并约束此时U4 “ + ”输入端为临界值2.5V,建立5个方程,且分别对应5种状态方程如下所示:
[0068](1000V*Rl)/(200k+(Rl+R2+R3+R4+R5)) = 2.5V ;方程①
[0069](1000V* (R1+R2)) / (1M+ (R1+R2+R3+R4+R5)) = 2.5V ;方程②
[0070](1000V* (R1+R2+R3)) / (1M+ (R1+R2+R3+R4+R5)) = 2.5V ;方程③
[0071 ] (1000V* (R1+R2+R3+R4)) / (50M+ (R1+R2+R3+R4+R5)) = 2.5V ;方程④
[0072](1000V* (R1+R2+R3+R4+R5)) / (500M+ (R1+R2+R3+R4+R5)) = 2.5V ;方程⑤
[0073]由方程①、②、③、④、⑤计算可得,Rl= 3.63kQ ,R2 = 2kQ ,R3 = 22.5k Ω , R4 =10kQ ,R5 = 1.125ΜΩ,且方程①、②、③、④、⑤分别对应SN1、SN2、SN3、SN4、SN5单独闭合状态。
[0074]SN1、SN2、SN3、SM、SN5构成分压电阻切换继电器矩阵,用于控制采样电阻自动切换。本实用新型实施例中SN1、SN2、SN3、SN4、SN5选择松下AQY211系列PhotoMOS。测试前SN1、SN2、SN3、SM、SN5均处于断开状态,相关测试端继电器闭合后,绝缘电阻Rx采集流程图如图8所示。
[0075]本实用新型实施例中创新提出Rx采集思路,将其分为5个量程:Rx<200k Ω、200kQ〈Rx〈lMQ、1ΜΩ〈Κχ〈10ΜΩ、10ΜΩ〈Κχ〈50ΜΩ、50ΜΩ〈Κχ〈500ΜΩ。其中 Rx〈200kQ代表绝缘性能为极差,高压控制盒内高压接插件不能上高压;200kD〈Rx〈lMD代表绝缘性能为差;1ΜΩ〈Κχ〈10ΜΩ代表绝缘性能为中;10ΜΩ〈Κχ〈50ΜΩ代表绝缘性能为良;50Μ Ω <Rx<500M Ω代表绝缘性能为优。
[0076]实施例二
[0077]图9为利用本实用新型实施例的装置对高压控制盒进行绝缘性能测试的方法流程图,包括如下的处理流程:
[0078]装置启动后,开始自检,判定高压电源自检是否正确,如果是,进行下述的测试,否贝IJ,停止流程。
[0079]当转接线束连接完毕后,高压电源接通输入AC220V后,1000V对应的测试键按下。单片机根据检测的高压等级(1000V)向可编程逻辑器件发送控制指令,可编程逻辑器件根据控制指令控制和1000V对应的高压输出端口连接的继电器开关SW2闭合。
[0080]继电器开关矩阵电路通过闭合的继电器开关,将所述高压电源输出的高压电流传输给转接线束,所述可编程逻辑器件依次控制和各个测试通路连接的继电器闭合,所述转接线束通过选通的测试通路(SPi)依次选通各个高压接插件端子,将所述高压电流传输给选通的高压接插件端子。
[0081]将采集电路和待检测高压控制盒金属壳体的导电处连接,所述采集电路采集所述导电处输出的电压值,将所述电压值传输给所述单片机,所述单片机根据所述电压值计算出所述选通的高压接插件端子对应的绝缘电阻值。
[0082]采集电路包括串联连接的分压电阻网络和比较电路,所述分压电阻网络的输入端连接所述待检测高压控制盒金属壳体的导电处,所述分压电阻网络的输出端连接所述比较电路的输入端,所述比较电路的输出端连接所述单片机。
[0083]所述分压电阻网络中包括并联连接的多组分压电路,每组分压电路中包括串联连接的继电器开关和分压电阻,不同的分压电路分别对应不同的绝缘电阻值的测量量程,所述单片机根据不同的测量量程分别采用不同的算法公式计算出选通的高压接插件端子对应的绝缘电阻值。
[0084]当SPi中的i小于8时,继续选通下一个测试通路SP i+1,测试下一个高压接插件端子,直到i等于8,测试完所有的高压接插件端子。
[0085]综上所述,本实用新型实施例通过将单片机控制和高压电源有效的结合为一体,采用单片机、CPLD译码电路等可编程逻辑器件控制为核心的绝缘测试电路,实现了高压控制盒的绝缘电阻测试的自动化和智能化,从而大大减少了质检人员的工作量,并提高了检测精度、可靠性,可快速、准确、真实判断高压线束的绝缘性能。
[0086]本实用新型实施例的装置设计简单,但性能可靠性高,电子元器件少,成本低,非常实用。能做出绝缘性能智能判断,降低了手工测试带来的误差。
[0087]本实用新型实施例由于CPLD译码电路等可编程逻辑器件可扩展更多I/O 口,从而可以驱动更多继电器开关。根据不同高压线束引脚定义情况,只要设计对应的转接线束并增加继电器矩阵中继电器开关数量即可完成不同高压线束绝缘测试,具备通用性高的特点,成功解决了高压控制盒的绝
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